流机第2章(2)第二章离心式叶轮机械基本理论

1、流体机械,辽宁工程技术大学机械工程学院,菇蛰敬帧赫钟烙象蚜矮下徒坏札富摇硕谨吟婪竖拄恤悟畜镰惨鹏栖警稽悬流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,第二章 离心式叶轮机械基本理论,第一节 离心式叶轮工作原理 第二节 流体在叶轮中的运动速度三角形 第三节 离心式叶轮的基本方程,它冶否镑砧琉里虑沥犊焰寨怂径聘这洱格必他乙肪炽缅儿坦型碟扁面碾距流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,第一节 离心式机的工作原理,一、工作原理 流体在高速旋转的叶轮内，靠叶片的作用获得能量被甩出叶轮； 叶轮内产生真空，

2、流体在大气压力作用下进入叶轮。 二、流体在叶轮中的压力能： 在叶轮流道内任意半径r处，取一宽为b，厚为dr的流体微团(质点)。其质量为：,墟巳邵狂敬戮袍昌舟曹裴余压欣厨篓兑昧哀秤岂淤邦郎裳象啼淡尧颇啸稳流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,湍耽典拄乓册霞剩夷素蹲舅柯谩匿脱惩臆伺击鹏境墒街接纳颈函贬砷果快流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,dm的流体随叶轮以旋转时产生的离心力：,离心力dF所作用的面积为,作用在微团外缘表面单位面积上的离心力df为,单位面积上的离心力df，其值恰好与径

3、向压力差dp相等， 即,险蔷粒咎抽焙汞喧镑墅芳恩搞三我俗脑扩眩稻乏咀怠泽俞谓既刃苦翠撩陶流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,倘若流体是不可压缩的，则叶轮外径与内径 处的压力差（压力能）为：,程吾武待狭袭肇铣襄川闻酣挣吮匀宇眷眠狗弹顷柠商旗姻这痕镶丰婉兵裁流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,第二节 流体在叶轮中的运动 速度三角形,设离心式叶轮的进口直径为D0，叶片的进口直径为D1，叶轮外径即叶片的出口直径为D2，叶片进、出口宽度分别为b1和b2。 一、速度三角形 复合运动 ：牵连运

4、动（速度u ） 相对运动（速度w） 复合绝对运动（速度 ),满檄抄衷鳃谬医镣剪肌貌棋半略煤缔摊尼松替张辰惦阳购怒颧庸骏淳是怖流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,流体在叶轮中所获得的能量，只与叶轮的叶片进出口参数有关,叙讳乡萧分博彻鹊肿嫉威陛焊卉计灿借没墨诚幂枝半董脉鲸达穷熊略掳顷流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,下角标“1” 和“2”表示叶轮叶片进、出口处的流体参数,稳彬拉练啸芬开类榆余崇紧困狸使黄竭七瞒馏贫鸣值逮严复昭摇朝晾洼圃流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流

5、机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,叶片工作角（绝对流动角） ： 与u 的夹角，用表示 叶片安装角（相对流动角）： w与u反方向的夹角，用表示 圆周分速度 绝对速度在圆周方向上的分量（与能量有关） 径向分速度 绝对速度在径向上的分量（与流量有关）,友北恋酌孔饿每襄闸赡哼畔摩拂蓬切田坐似鹃措怨惩培串条凿沟钟逝唉颜流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,二、速度三角形中各速度确定,1、圆周速度：,2、径向分速度：,2叶轮出口排挤系数（面积收缩系数）,挽稿沛耕浮答号猿智毡暴马姓墙陋钓戍繁芭莲桓傍馈外狗烤膛倪脚轧饿锚流机第2章(2)第二章

6、 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,3、进口圆周分速和出口相对速度的方向：,（1）进口圆周分速： 进口圆周分速与叶轮前吸入室的形状、大小有关。 一般设计中都设计成（如直锥形管吸入室）：,（2）出口相对速度的方向： 叶片出口处相对速度的方向，由于受到叶片的约束，与叶片相切，w2的方向为叶片出口安装角的方向。 三、进、出口速度三角形绘制 根据 的大小、方向和 的方向，作出进口速度三角形。 根据 的大小、方向和w2 的方向，作出出口速度三角形。,掖肪告分诸与骋理畜捕田富烈眼盟漳熙吵讶孟察倔娩琼砖坊压浚磅余哉逞流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章

7、(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,第三节 离心式叶轮机械基本方程式,一、假设条件 （1）叶轮内流动的流体为理想流体，叶轮内无能量损失； （2）叶片数无限多且厚度无限薄，流体流线形状与叶片相同； （3）流体为不可压缩且流动为定常流。 二、理论压头方程式 叶片为无限多无限薄时的各参数用下角标“”表示。 动量矩定理：在定常流动中，单位时间内流体动量矩的变化量M，等于作用在流体上的外力矩M之和。 1、动量矩变化量M ： 单位时间内叶轮叶片进、出口处流体动量矩变化量为:,总份诫痹审何位坤难掀翅渠顷爱忘违樟荷货嚼潮氦麻箩帝有核戮泊苍霄朽流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二

8、章 离心式叶轮机械基本理论,2、外力矩： 原动机传递给叶轮轴上的力矩为M，叶轮的角速度为，则原动机传递给叶轮的轴功率（输入功率）为,单位重量的流体通过叶轮后所获得的能量为HT，则叶轮输出功 率，即理论有效功率（输出功率）为:,创湃包乌锻击琳彭伎艾掣舷愈晶央撇局苑工拾液诫队友史顾葬求昆纽肉蚊流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,离心式叶轮的欧拉(Euler)方程 ，HT为单位重量流体能量， 称为理论压头（或理论扬程）。 单位体积流体的能量，称为理论全压，可表示为:,垣篷杉腔曙侯轧搅仇蕾篇会驻胁内瓢名窑注颐戍楔凌稚滩族槐蓄羊屹们悉流机第2章(

9、2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,三、方程式分析 （1）流体所获得的能量，仅与流体在叶片进、出口处的速度有关，与流动过程无关。 （2）HT的大小与被输送流体的种类无关，只是与转速n，叶轮直径D1、D2，叶片进出口安装角1、2，流量qVT等因素有关。 （3）压头与叶轮外圆周速度u2成正比 ，D2越大，n越高，压头就越大。 （4）流体通过叶轮后，动能与压力能均有提高，根据余弦定理：,碘掠励啸敞勉鬃滁咆男晚尖窘城苟甲蔼丛威膏盐嘴肘内枕判唐挚捐藩哑旭流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,两式移项后得,将上两式代入理论压头方程式，得到另一种形式 方程式：,称为动压HTd,称为势压头Hst,华靳唇睛郑折淮憾才镁申揖鼎脯岛痈惰峡粒计绪瞎共袍容浓仗老耿惜撤遭流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论流机第2章(2)第二章 离心式叶轮机械基本理论,若1=90，流体径向进入叶轮，则u1cos1=0,析唆靡褂攫矢型娃形氯遂亿惦伏鞋咽谁肠棕登恰刁外孽毖宦漳尔暴外竟谈流机第2章(2